Во время шестого полета Ingenuity произошла серьезная неисправность в системе навигации вертолета. Дрон проложил запланированный маршрут и даже смог благополучно приземлиться, но большую часть пути раскачивалась взад-вперед.
В 91-й марсианский день миссии Mars 2020 вертолет Ingenuity совершил свой шестой полет. В этом полете он должен был продемонстрировать возможности аэрофотосъемки, сделав стереофонические снимки региона, представляющего интерес для ученых. План заключался в том, чтобы подняться на 10 метров в высоту и пройти 150 метров на юго-запад. Следующим шагом было полететь на 15 метров к югу, а затем направить дрон еще на 50 метров на северо-восток, где Ingenuity должен был приземлиться.
План был реализован, но не обошлось без приключений. Данные шестого полета, отправленные обратно на Землю, показали, что первый 150-метровый отрезок пути дрон прошел без каких-либо проблем, но когда Ingenuity собирался двинуться на запад, то начал опасно раскачиваться, наклоняясь вперед и назад. Таким образом, он прошел остаток маршрута и даже смог благополучно приземлиться. Бортовые датчики указали на большие всплески энергопотребления. Они также показали, что роторы дрона во время полета наклоняются под углом до 20 градусов.
Как изобретательность ориентируется?
В воздухе Ingenuity отслеживает свое движение с помощью инерциального измерительного блока (IMU), который измеряет ускорение и скорость вращения ротора Ingenuity. Интегрируя эту информацию с течением времени, можно оценить положение, скорость и положение вертолета (где он находится, с какой скоростью он движется и как ориентирован в пространстве). Бортовая система управления реагирует на эту информацию. Но дрон также полагается на изображения с камеры. Навигационные камеры, установленные на днище вертолета, делают 30 снимков в секунду и сразу же передают их в навигационную систему вертолета.
Каждый раз, когда появляется изображение, алгоритм навигационной системы выполняет ряд действий: сначала он проверяет метку времени, которую получает вместе с фотографией, чтобы определить, когда фотография была сделана. Затем алгоритм предсказывает, что камера должна была видеть в любой момент, принимая во внимание особенности поверхности, которые она может распознать по предыдущим фотографиям, сделанным за несколько минут до этого. Наконец, он проверяет, где эти элементы на самом деле появляются на изображении. Алгоритм навигации использует разницу между прогнозируемым и фактическим местоположением этих объектов для корректировки их положения, скорости и оценок положения.
Проблема в навигации
Примерно через 54 секунды полета произошел сбой в передаче изображения с навигационной камеры. Одна из фотографий не была загружена в систему навигации. Это привело к тому, что все последующие изображения доставлялись с дефектными отметками времени. С этого момента каждый раз, когда алгоритм навигации вносил исправления на основе навигационного изображения, он оперировал неверной информацией о времени, когда была сделана фотография. Возникающие в результате несоответствия вызвали проблемы в полете, что привело к постоянному исправлению навигационной информации с учетом ошибок.
Несмотря на трудности, Ingenuity смогла удержать полет и благополучно приземлиться на поверхность на расстоянии около 5 метров от запланированного места приземления. "Мы разработали Ingenuity, чтобы допускать ошибки без ущерба для стабильности. Этот встроенный механизм не требовался во время предыдущих полетов Ingenuity, поскольку поведение машины соответствовало нашим ожиданиям, но он пришел на помощь в последнем полете", - сказал Ховард Грип, ведущий пилот вертолета Ingenuity.
К счастью, Ingenuity справился с проблемами и смог благополучно приземлиться. Вся ситуация выявила неисправность, которую необходимо устранить, но также показала, что другие системы были хорошо разработаны и хорошо работают в сложных марсианских условиях. Инженеры NASA получили информацию о недостатках программного обеспечения. Эти данные будут тщательно проанализированы, и, возможно, благодаря им будущие конструкции машин, разработанных для полетов на другие планеты, будут намного лучше.
Источник: NASA